Question

14．在“測定小燈泡的功率”的實驗中，電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω．

（1）請你用筆畫線代替導線，將圖甲中的實物電路連接完整；
（2）閉合開關前，變阻器的滑片P應位于A  （A/B）端；
（3）小明閉合開關，移動滑片P到某點時，電壓表示數如圖乙所示為2.2  V，則此時燈泡消耗的實際功率＜ 額定功率（＞/＜/=）；
（4）小明繼續移動滑動變阻器的滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數，并繪制成I-U圖象（圖丙），根據圖象，可計算出小燈泡的額定功率是0.5  W；
（5）進一步分析圖象可知，隨著燈泡兩端電壓的增大，燈絲電阻逐漸增大 （增大/減小/不變）．你認為原因是燈絲電阻隨溫度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）根據燈泡的額定電壓確定電壓表的量程且與燈泡并聯，根據歐姆定律求出燈泡額定電流的大約值確定電流表的量程且與燈泡串聯；
（2）為防止電路中的電流最大燒壞電路元件，閉合開關前，滑動變阻器處于最大阻值處；
（3）根據電壓表的量程和分度值讀出示數，根據P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知燈泡實際功率與額定功率的關系；
（4）根據圖丙讀出額定電壓下通過燈泡的電流，根據P=UI求出燈泡的額定功率；
（5）燈泡的U-I圖線的斜率表示燈泡電阻的倒數，分析斜率的變化得出燈泡電阻的變化，通過分析影響電阻大小的因素找出變化原因．

解答 解：（1）燈泡的額定電壓為2.5V，則電壓表的量程為0～3V，且與燈泡并聯；
燈泡額定電流的大約值I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，則電流表的量程為0～0.6A，且與燈泡串聯，如下圖所示：

（2）為保護電路，閉合開關前，變阻器的滑片P應位于最大阻值處的A端；
（3）電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數為2.2V，
因燈泡兩端的電壓小于額定電壓，
所以，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，燈泡的實際功率小于額定功率；
（4）由圖丙可知，燈泡兩端的電壓U_L=2.5V時，通過燈泡的電流I_L=0.2A，
則燈泡的額定功率P_L=U_LI_L=2.5V×0.2A=0.5W；
（5）燈泡的U-I圖線的斜率表示燈泡電阻的倒數，隨著燈泡兩端電壓的增大，圖線的斜率減小，燈泡的電阻越大，
在實驗過程中，燈絲的長度、橫截面積、材料不變，電壓增大，通過的電流越大，實際功率越大，溫度升高，電阻增大，
所以，燈絲電阻隨溫度的升高而增大．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）A；
（3）2.2；＜；
（4）0.5；
（5）增大；燈絲電阻隨溫度的升高而增大．

點評 本題考查了電表的連接和電壓表的讀數以及實驗的注意事項、電功率大小的比較、額定功率的計算等，會確定電表的量程和知道燈泡的U-I圖線的斜率表示燈泡電阻的倒數是關鍵．